El efecto termoeléctrico no es nada nuevo: fue descubierto hace casi 200 años por Thomas J. Seebeck. Si se juntan dos metales diferentes, se puede desarrollar un voltaje eléctrico si un metal está más caliente que el otro. Este efecto permite residuosel calor se convertirá parcialmente en energía eléctrica. El calor residual es un subproducto de casi todos los procesos tecnológicos y naturales, como las plantas de energía y todos los electrodomésticos, y también el cuerpo humano. Es una de las mayores fuentes de energía subutilizadasen el mundo, y generalmente no se usa por completo
efecto minúsculo
Desafortunadamente, tan útil como es el efecto, es extremadamente pequeño en los metales ordinarios. Esto se debe a que los metales no solo tienen una alta conductividad eléctrica, sino también una alta conductividad térmica, por lo que las diferencias de temperatura desaparecen de inmediato. Los materiales termoeléctricos debentienen baja conductividad térmica a pesar de su alta conductividad eléctrica. Los dispositivos termoeléctricos hechos de materiales semiconductores inorgánicos como el telururo de bismuto ya se están utilizando hoy en ciertas aplicaciones tecnológicas. Sin embargo, tales sistemas de materiales son caros y su uso solo vale la pena en ciertas situaciones.materiales orgánicos no tóxicos basados en nanoestructuras de carbono, por ejemplo, también se están investigando para su uso en el cuerpo humano.
lápiz HB y barniz de copolímero
Un equipo dirigido por el Prof. Norbert Nickel en el HZB ahora ha demostrado que el efecto se puede obtener de manera mucho más simple: usando un lápiz normal de grado HB, cubrieron una pequeña área con lápiz sobre papel de fotocopia ordinaria. Como segundomaterial, aplicaron una pintura de copolímero transparente y conductora PEDOT: PSS sobre la superficie.
Lo que sucede es que las trazas del lápiz en el papel entregan un voltaje comparable a otros nanocompuestos mucho más caros que se usan actualmente para elementos termoeléctricos flexibles. Y este voltaje podría aumentarse diez veces agregando un poco de seleniuro de indio al grafito del lápiz.
Pobre transporte de calor explicado
Los investigadores investigaron las películas de revestimiento de grafito y copolímero utilizando un microscopio electrónico de barrido y métodos espectroscópicos dispersión Raman en HZB. "Los resultados también fueron muy sorprendentes para nosotros", explica Nickel. "Pero ahora hemos encontrado una explicaciónde por qué esto funciona tan bien: el depósito de lápiz que queda en el papel forma una superficie caracterizada por escamas de grafito desordenadas, algo de grafeno y arcilla. Si bien esto solo reduce ligeramente la conductividad eléctrica, el calor se transporta con mucha menos eficacia ".
Outlook: componentes flexibles impresos directamente en papel
Estos componentes simples podrían usarse en el futuro para imprimir componentes termoeléctricos en papel extremadamente económico, respetuoso con el medio ambiente y no tóxico. Tales componentes pequeños y flexibles también podrían usarse directamente en el cuerpo y podrían usar el cuerpocalor para operar dispositivos o sensores pequeños.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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